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2021 年度 実施状況報告書

Rad17 ATPaseの解析からDNA損傷応答を標的とするシード化合物への展開

研究課題

研究課題/領域番号 19K07079
研究機関千葉大学

研究代表者

福本 泰典  千葉大学, 大学院薬学研究院, 講師 (10447310)

研究分担者 中山 祐治  京都薬科大学, 薬学部, 教授 (10280918)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
キーワードDNA損傷応答 / 細胞周期 / 細胞内局在 / Rad17 / 核小体 / ATR
研究実績の概要

[核内移行によるRad17タンパク質分解の制御]
昨年度までの成果をFukumoto et al. J. Biol. Chem. 2021として学術誌に発表した。
[Rad17タンパク質の核小体移行とプロテアソーム依存的タンパク質分解機構との関連]
Rad17のタンパク質中央部には私たちが”central basic domain” (CBD)と命名した塩基性アミノ酸に富む領域が存在する。本年度の解析でこのCBDに核小体移行シグナルが存在することを見出した。CBDとEGFPの融合タンパク質(CBD-EGFP)を培養細胞に発現させたとき、CBD-EGFP融合タンパク質は核小体に優先的に蓄積した。点変異体の作成により、CBD内の核小体移行シグナルを同定した。さらにCBD内での翻訳後修飾によって、核小体移行シグナルが制御されることを見出した。CBD-EGFP融合タンパク質の核小体への蓄積を制御する機構を探索した結果、プロテアソーム阻害によって核小体への蓄積が促進されることを見出した。全長のRad17タンパク質においてもプロテアソーム阻害によって非常に鮮明に核小体への蓄積が観察された。
[意義・重要性] 核小体は細胞全体の代謝状態などとタンパク質合成とを関連付ける細胞内小器官とされているが、近年の解析で従来考えられていたよりも幅広いストレスに応答することが知られている。以前にRad17の関連タンパク質であるRad9Bが核小体へ蓄積することが報告されているが、その生理学的意義は不明である。今回、Rad9Bに加えてRad17も核小体へよく集積することが示された。この成果は核小体による細胞ストレス応答にRad17と関連因子が関与する可能性を示唆するもので、今後の機能解析につながる重要な結果と考えている。この成果をまとめた論文は近日中に学術誌へ投稿する予定である。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

R2の成果を学術誌に発表し、R3年度の成果も近日中に学術誌に投稿予定である。さらに、R4年度の計画についてもある程度の予備的な実験結果を既に得ているため。

今後の研究の推進方策

[Rad17とiVERGE相互作用タンパク質との相互作用解析]
これまでの解析でiVERGEと相互作用するタンパク質を見出している。in silicoにおいてiVERGEと相互作用タンパク質とのドッキングシュミレーションを行なった結果、複数のコンフォメーションが得られた。相互作用タンパク質のアミノ酸残基を置換した変異体を作成し、iVERGEと相互作用タンパク質との結合機構を明らかにする。この構造生物学的解析からRad17の機能とDNA損傷応答系の解析への展開を目指す。
[Rad17のD-boxの制御機構の解析]
R3年度にRad17のN末に二つのD-boxを同定し論文発表により報告した。現在までの解析で、このD-boxの制御機構となり得る新規のメカニズムを見出している。この制御機構についてのより詳細な解析を行ない、プロテアソーム依存的タンパク質分解機構によるDNA損傷応答機構の解析として展開する。

次年度使用額が生じた理由

[理由] in silicoの解析なども活用し、また不要な経費を節約した。さらに研究のポイントを明確に絞った結果として次年度使用額が生じた。
[使用計画] 次年度の物品費に宛てる。またR3年度の成果をまとめた論文を近日中に学術誌に投稿予定であるため、その修正実験と掲載料に充てる。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Band 3/anion exchanger 1/solute carrier family 4 member 1 expression as determinant of cellular sensitivity to selenite exposure2022

    • 著者名/発表者名
      Fukumoto Yasunori、Matsuhashi Kemmu、Tanaka Yu-ki、Suzuki Noriyuki、Ogra Yasumitsu
    • 雑誌名

      Biochemistry and Biophysics Reports

      巻: 29 ページ: 101223~101223

    • DOI

      10.1016/j.bbrep.2022.101223

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] カルコゲン元素及びニクトゲン元素のメチル化代謝2022

    • 著者名/発表者名
      小椋 康光, 福本 泰典
    • 雑誌名

      月刊「細胞」

      巻: 54 ページ: 31~34

  • [雑誌論文] Nuclear translocation promotes proteasomal degradation of human Rad17 protein through the N-terminal destruction boxes2021

    • 著者名/発表者名
      Fukumoto Yasunori、Ikeuchi Masayoshi、Qu Liang、Hoshino Tyuji、Yamaguchi Naoto、Nakayama Yuji、Ogra Yasumitsu
    • 雑誌名

      Journal of Biological Chemistry

      巻: 297 ページ: 100831~100831

    • DOI

      10.1016/j.jbc.2021.100831

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Formation Mechanism and Toxicological Significance of Biogenic Mercury Selenide Nanoparticles in Human Hepatoma HepG2 Cells2021

    • 著者名/発表者名
      Tanaka Yu-ki、Usuzawa Hana、Yoshida Miyu、Kumagai Kazuhiro、Kobayashi Keita、Matsuyama Satoshi、Inoue Takato、Matsunaga Akihiro、Shimura Mari、Ruiz Encinar Jorge、Costa-Fern?ndez Jos? M.、Fukumoto Yasunori、Suzuki Noriyuki、Ogra Yasumitsu
    • 雑誌名

      Chemical Research in Toxicology

      巻: 34 ページ: 2471~2484

    • DOI

      10.1021/acs.chemrestox.1c00231

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Determination of recombinant histidine-tagged protein by single cell ICP-MS2022

    • 著者名/発表者名
      Yu-ki Tanaka, Shunsuke Shimazaki, Yasunori Fukumoto, and Yasumitsu Ogra
    • 学会等名
      2022 Winter Conference on Plasma Spectrochemistry
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] セレン代謝に関わるメチル基転移酵素の分子機構の解析2022

    • 著者名/発表者名
      京野 凜, 福本 泰典, 渋川 侑果,田中 佑樹, 鈴木 紀行, 小椋 康光
    • 学会等名
      日本薬学会第142年会
  • [学会発表] 哺乳類細胞におけるテルルバイオジェニックナノ粒子形成への活性硫黄分子の関与2022

    • 著者名/発表者名
      柳 洋輝, 塩川 絢子, 田中 佑樹, 福本 泰典, 小椋 康光
    • 学会等名
      日本薬学会第142年会
  • [学会発表] 核内移行とcanonical/non-canonical D-boxによるRad17タンパク質のプロテアソーム依存的分解の制御2021

    • 著者名/発表者名
      福本 泰典, 池内 正剛, 瞿 良, 星野 忠次, 中山 祐治, 小椋 康光
    • 学会等名
      第44回 日本分子生物学会年会
  • [学会発表] DNA損傷応答因子Rad17タンパク質のメチル水銀による分解誘導機構の解析2021

    • 著者名/発表者名
      王 冬月, 福本 泰典, 田中 佑樹, 鈴木 紀行, 小椋 康光
    • 学会等名
      メタルバイオサイエンス研究会 2021
  • [学会発表] セレン代謝における還元型セレン糖の機能の解明2021

    • 著者名/発表者名
      渋川 侑果, 福本 泰典, 京野 凜, 丸山 祐可, 田中 佑樹, 鈴木 紀行, 小椋 康光
    • 学会等名
      メタルバイオサイエンス研究会 2021
  • [学会発表] インドールエチルアミンN-メチルトランスフェラーゼと相同タンパク質のセレンに対するメチル化活性の検討2021

    • 著者名/発表者名
      京野 凜, 福本 泰典, 渋川 侑果, 田中 佑樹, 鈴木 紀行, 小椋 康光
    • 学会等名
      フォーラム2021 衛生薬学・環境トキシコロジー
  • [学会発表] 単一細胞ICP 質量分析法の大腸菌組換えタンパク質定量への応用2021

    • 著者名/発表者名
      田中 佑樹, 島崎 隼輔, 福本 泰典, 小椋康光
    • 学会等名
      第69回質量分析総合討論会2021

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公開日: 2022-12-28  

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